工程地基勘察(1)

1工程地基勘察2第1节概述第2节水文地质条件第3节土中渗流的影响第4节地基勘察方法3第1节概述地基勘察的目的在于以各种勘察手段和方法，调查研究和分析评价建筑场地和地基的工程地质条件，为设计和施工提供所需的工程地质资料。4地基勘察工作应该做在设计和施工前面，采取必要的勘察手段和方法，提供准确无误的地基勘察报告。地基勘察的任务：认识场地的地质条件，分析场地条件与建筑物之间的相互影响。5第2节水文地质条件存在于地面下土和岩石的孔隙、裂隙或溶洞中的水叫做地下水。建筑场地的水文地质条件主要包括地下水的埋藏条件，地下水化学成分及其对混凝土的腐蚀等。6一、地下水的埋藏条件地下水按其埋藏条件可分为：上层滞水、潜水和承压水三种类型。1.上层滞水：指埋藏在地表浅处，局部隔水透镜体的上部，且具有自由水面的地下水。上层滞水地带只有在融雪或大量降水后才能聚集较多的水，因而只能作为季节性的或临时性的水源。72.潜水：指埋藏在地表以下第一个稳定隔水层以上的具有自由水面的地下水。潜水直接受雨水渗透或河流渗入土中而得到补给，同时也直接由于蒸发或流入河流而排泄。因此，潜水位的变化直接受气候条件变化的影响。83.承压水：指充满于两个连续的稳定隔水层之间的含水层中的地下水。它承受一定的静水压力。由于承压水的上面存在隔水顶板，它的埋藏区与地表补给区不一致。因此，承压水的动态变化，受局部气候因素影响不明显。9二、地下水的腐蚀性地下水中含有多种化学成分，当某些成分含量过多时，会对混凝土等材料产生危害。1.地下水中的含量过多时，将与水泥水化生成的发生作用，生成生石膏。生石膏再与水泥的水化产物水化铝酸钙发生反应，生成硫铝酸钙（水泥杆菌）。24SO2OHCaO2HCaSO2410硫铝酸钙的体积比化合前膨胀了许多，可以使混凝土产生膨胀破坏。2.pH7的酸性地下水对混凝土中的和可以起到溶解破坏作用。3.地下水中的游离的CO2可与混凝土中的Ca(OH)2化合生成CaCO3硬壳，对混凝土可起到保护作用。2OHCa3CaCO11但CO2含量过多时，又会与CaCO3化合，生成可溶于水的Ca(HCO3)2。这种过多的、能与CaCO3起作用的那一部分游离CO2称为腐蚀性CO2。12第3节土中渗流的影响地下水在渗流过程中受到土骨架的阻力，作为反作用力，水对土骨架的作用力称为渗流力。竖向渗流的作用可使土的有效重度发生变化。13向下渗流使有效应力增加，增大土的抗剪强度；向上渗流则使有效应力减少，降低土的抗剪强度。向上渗流的水力梯度增加到使有效应力减少为零的某一数值icr，此时，土中的有效应力降低为零，砂土因抗剪强度丧失而“液化”。这种渗透液化现象称为流砂。14流砂出现时的水力梯度icr称为临界水力梯度。流砂是一种不良的工程地质现象，所以在地基勘察中应对可能出现的流砂现象的条件及其危害性作出评估。15基坑工程防治流砂的原则主要是：1.减小基坑内外地下水的水头差；2.增大渗流路径；3.在向上渗流出口处地表用透水材料覆盖压重以平衡渗流力。16当土中渗流的水力梯度小于临界水力梯度时，虽不致诱发流砂现象，但土中细小颗粒仍有可能穿过粗颗粒之间的孔隙被渗流挟带而去，如果这种现象发生的时间比较长，在土层中将形成管状空洞，使土体强度降低，压缩性增大，这种现象称为“管涌”。17※渗流对土坡和挡土墙都会产生不利于其稳定性的影响。1.渗流对土坡稳定性的不利影响主要是渗流力的促滑作用，其次是静水浮托力的减重作用。2.渗流对挡土墙稳定性的不利影响表现在渗流会使处于主动、静止或被动三者中任何状态的土压力明显增大。18第4节地基勘察方法工业与民用建筑工程的设计分为可行性研究、初步设计和施工图三个阶段。为了提供各设计阶段所需的工程地质资料，勘察工作也相应分为可行性研究勘察、初步勘察和详细勘察三个阶段。19一、勘探工作勘探是地基勘察过程中查明地质情况的一种必要手段，它是在地面的工程地质测绘和调查所取得的各项定性资料的基础上，进一步对场地的工程地质条件进行定量的评价。勘探工作包括坑探、钻探、触探和地球物理勘探等。20下面对触探和地球物理勘探进行简要介绍。1.触探触探是通过探杆用静力或动力将金属探头贯入土层，并测得能表征土对触探头贯入的阻抗能力的指标，从而间接地判断土层及其性质的一类勘探方法和原位测试技术。21作为勘探手段，触探可用于划分土层；作为测试技术，则可估计地基承载力和土的变形指标等。a.静力触探静力触探试验凭借静压力将触探头压入土层，利用电测技术测得贯入阻力来判定土的力学性质。与常规的勘探手段比较，静力触探有其独特的优越性。它能快速、连续地探测土层及其性质的变化。22单桥探头可以测得包括锥尖阻力和侧壁摩阻力在内的总贯入阻力P（kN），通常用比贯入阻力ps（kPa）表示。双桥探头可以分别测得锥尖总阻力Qc（kN）和侧壁总摩阻力Pt（kN），通常以锥尖阻力qc（kPa）和侧壁摩阻力fs（kPa）表示。根据锥尖阻力qc（kPa）和侧壁摩阻力fs（kPa），可以计算同一深度处的摩阻比Rs。23地基的承载力取决于地基土本身的力学性质，而静力触探所测得的比贯入阻力等指标在一定程度上也反映了土的某些力学性质。根据静力触探资料可间接地按地区性的经验关系估算地基的承载力、土的压缩性指标和单桩承载力等。24b.动力触探动力触探一般是将一定质量的穿心锤，以一定的落距自由下落，将探头贯入土中，然后记录贯入一定深度所需的锤击次数，并以此判断土的性质。动力触探包括标准贯入试验和轻便触探两种方法。25由标准贯入试验测得的锤击数N，可用于确定地基的承载力、估计土的抗剪强度和粘性土的变形指标、判别粘性土的稠度和砂土的密实度以及估计地震时砂土液化的可能性。应用轻便触探试验测得的锤击数N10，可确定粘性土地基和素填土地基的承载力，并可按不同位置的值的变化情况判定地基土层的均匀程度。262.地球物理勘探地球物理勘探（物探）是一种兼有勘探和测试双重功能的技术。物探之所以能够被用来研究和解决各种地质问题，主要是因为不同的岩石、土层和地质构造往往具有不同的物理性质，通过专门的物探仪器的量测，就可区别和推断有关地质问题。27对地基勘探的下列方面宜应用物探：a.作为钻探的先行手段，了解隐蔽的地质界限、界面或异常地带，为经济合理确定钻探方案提供依据；b.作为钻探的辅助手段，在钻孔之间增加地球物理勘探点，为钻探成果的内插、外推提供依据；28c.测定岩土体某些特性参数，如波速、动弹性模量等。常用的物探方法主要有电阻率法、声波法等。29二、土性指标的统计整理测试是地基勘察工作的重要内容。通过在土工实验室或现场原位进行的测试工作，可以取得土和岩石的物理力学性质和地下水的水质等定量指标，以供设计计算时使用。30由于岩石和土自身的不均匀性，取样和运输过程的扰动，实验仪器及操作方法差异等原因，同类土层测得的土性指标值是离散的。在勘察中，若取得足够多的数据，可按工程地质单元及层次分别进行统计整理，以便求得具有代表性的指标。31统计整理时，应在合理分层的基础上，对每层土的有关测试项目，根据指标测试次数、地层均匀性和建筑物等级等因素选择合理的数理统计方法。地基勘察中所测得的指标，是直接用来计算土体强度和变形的，如抗剪强度指标c、值等。32当须提供室内试验的抗剪强度指标时，对于甲级建筑物，应在基础底面以下一倍基坑宽深度的土层内，对同一类土至少取6组原状试样进行室内剪切试验。室内剪切试验取消了直接剪切试验，而应选择三轴不固结不排水试验或固结不排水试验。331.p176：第7行“…，将与水泥硬化后生成的Ca(OH)2起作用，…”水第6章内容勘误2.p187：倒数第15行“地基土的承载力取决于土本身的力学性质，…”地基343.p187：倒数第13行“按地区性的经验关系估算土的承载力、...”地基35第6章重点内容1.流砂的产生及防治原则2.不同地基勘察方法的工作原理36第6章作业p203：5-1，5-3